-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
安全監測新技術及應用 版權信息
- ISBN:9787030702968
- 條形碼:9787030702968 ; 978-7-03-070296-8
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
安全監測新技術及應用 本書特色
適讀人群 :對安全監測行業系統性發展具有可借鑒意義本書立足于生產實踐,重點介紹水利工程監測和檢測新技術應用,可操作性強,易復制推廣,對安全監測行業系統性發展具有可借鑒意義。
安全監測新技術及應用 內容簡介
本書以南水北調中線工程為例,系統地介紹了近年來水利工程安全監測和檢測新技術研究及應用。 作者從常規安全監測入手,簡述了工程安全巡檢、水利工程外觀、內觀監測方法,并在隨后的章節詳細介紹了監測和檢測新技術。外觀監測自動化技術,將衛星定位監測、測量機器人等主要外觀監測手段集成為自動化觀測平臺,全天候、實時提供精度為毫米級的外觀變形成果;滲漏檢測技術,針對渠道和輸水隧洞裂縫和滲漏,研究開發基于低溫超導磁通量、電位、多波束聲納、三維激光、全景攝影等的多種檢測方法,取得可推廣成果;針對穿黃隧洞盾構封閉曲面和南陽段膨脹土邊坡形變,研究開發出基于三維激光掃描的形變檢測方法和系統平臺,具備點云數據處理、核心比較算法、自動提取特征數據及多期比較分析等功能,是安全監測的有效補充和技術發展方向;確立了安全監控指標體系,彌補了設計參考值或設計預警值的不足,有利于實現在線自動安全監控和預警預報;巡檢與監控技術方面,引入了無人機貼近攝影測量、智能識別和遙感,系統集成移動通信、地理信息GIS、衛星定位GNSS、二維碼、移動終端等信息技術和設備,逐步實現人工巡檢的高效率、多維度,特別重、險區域自動巡檢,以及智能化監控。 本書立足于生產實踐,重點介紹水利工程監測和檢測新技術應用,可操作性強,易復制推廣,對安全監測行業系統性發展具有可借鑒意義。
安全監測新技術及應用 目錄
前言
英文關鍵詞釋義
第1章 南水北調工程安全監測概述 1
1.1 南水北調中線工程概述 1
1.2 安全監測體系概述 2
1.2.1 巡視檢查 2
1.2.2 外觀監測 3
1.2.3 內觀監測 3
1.2.4 監視監控 3
1.3 監測新技術應用 4
第2章 南水北調中線工程常規監測內容 10
2.1 常規監測方式 10
2.1.1 巡視檢查 10
2.1.2 儀器監測 17
2.1.3 專項監測 19
2.1.4 環境量監測 21
2.2 典型建筑物安全監測布置 22
2.2.1 輸水渠道 22
2.2.2 輸水渡槽 25
2.2.3 輸水倒虹吸 27
2.2.4 輸水隧洞 28
2.2.5 輸水暗渠(涵) 33
2.2.6 泵站 39
2.2.7 陶岔樞紐 39
2.2.8 控制性建筑物 40
2.2.9 排水建筑物 40
2.2.10 跨渠橋梁 41
2.3 安全監測自動化系統 41
2.3.1 系統組成 41
2.3.2 系統設備 44
2.3.3 應用系統軟件 46
2.3.4 運行管理 49
2.4 安全監測系統鑒定與優化 50
2.4.1 安全監測系統鑒定 50
2.4.2 安全監測系統優化 53
第3章 基于 InSAR和無人機遙感的邊坡監測技術及應用 59
3.1 基于衛星雷達遙感技術的渠道邊坡變形監測 59
3.1.1 數據資源 59
3.1.2 軟件系統 62
3.1.3 數據處理及分析 63
3.2 基于無人機遙感技術的渠坡變形巡測系統 65
3.2.1 系統建設 65
3.2.2 現場測試 65
3.2.3 系統試運行 68
3.2.4 數據自動化采集 71
3.2.5 數據處理分析 72
第4章 監測自動化技術及應用 74
4.1 外觀監測自動化技術 74
4.1.1 測量機器人自動化監測技術 74
4.1.2 GNSS自動化監測技術 77
4.1.3 陶岔渠首監測自動化方案設計及實現 80
4.1.4 膨脹土渠段北斗自動化變形監測 86
4.1.5 真空激光準直系統 90
4.2 測斜管自動化技術 99
4.2.1 柔性測斜儀概況 99
4.2.2 柔性測斜儀技術指標 99
4.2.3 柔性測斜儀安裝 100
4.2.4 采集集成方法 101
4.2.5 柔性測斜儀系統框圖 101
4.2.6 監測分析預警 102
4.3 零散滲壓計自動化技術 103
4.3.1 數據采集設備 103
4.3.2 采集設備安裝 104
4.3.3 滲壓計自動化系統框架 105
4.3.4 滲壓計自動化系統功能 105
4.3.5 數據管理與分析 107
第5章 滲漏檢測技術 109
5.1 渠道水下滲漏檢測技術 109
5.1.1 國內外水下滲漏檢測技術發展現狀 109
5.1.2 渠道水下滲漏檢測方案對比研究 109
5.1.3 典型渠段水下檢測效能及適用方案 121
5.2 近景及全景攝影測量檢測 122
5.2.1 近景及全景攝影測量隧洞檢測技術發展應用現狀 122
5.2.2 近景攝影測量隧洞缺陷檢測方案 125
5.2.3 全景攝影結構縫檢測方案 133
5.2.4 全景攝影隧洞結構縫檢測典型案例 144
第6章三維激光掃描形變檢測技術 154
6.1 三維激光掃描技術及形變檢測原理 154
6.1.1 三維激光掃描技術原理與發展 154
6.1.2 基于三維激光掃描技術的形變檢測原理 159
6.2 隧道封閉曲面形變檢測 160
6.2.1 算法數學模型 160
6.2.2 形變檢測算法基礎理論 166
6.2.3 封閉曲面形變檢測算法 169
6.3 膨脹土邊坡形變檢測 173
6.3.1 膨脹土邊坡數據采集方案 173
6.3.2 形變檢測數據處理模型與方法 174
6.3.3 膨脹土邊坡三維形變表達方法 176
6.4 成效及研究方向 188
6.4.1 成效分析 188
6.4.2 研究方向 189
第7章 安全監測運行監控指標 191
7.1 概述 191
7.1.1 研究意義 191
7.1.2 調水工程安全監控研究現狀 191
7.1.3 運行監控指標的研究體系 194
7.2 基于結構分析法的監控指標擬定 198
7.2.1 基本理論和方法 198
7.2.2 工程實例 199
7.3 基于監測模型法的監控指標擬定 204
7.3.1 基本理論和方法 204
7.3.2 工程實例 206
7.4 基于概率分析法的監控指標擬定 210
7.4.1 基本理論和方法 210
7.4.2 工程實例 217
第8章巡檢與監控技術 220
8.1 移動巡檢技術及應用 220
8.1.1 發展階段 220
8.1.2 巡檢技術 221
8.1.3 巡檢基本要求 224
8.1.4 巡檢框架 225
8.1.5 移動巡檢流程 227
8.1.6 巡檢功能設計 227
8.2 無人機巡檢技術應用 232
8.2.1 巡檢工作設計 232
8.2.2 巡檢無人機選型 235
8.2.3 智能航線規劃 239
8.2.4 智能飛行控制 247
8.2.5 巡檢隱患分析 250
8.2.6 配套設施及條件 252
8.3 監視與監控 255
8.3.1 監視監控 255
8.3.2 系統架構 256
8.3.3 軟硬件環境 257
8.3.4 圖像識別 260
8.3.5 紅外識別 261
參考文獻 264
安全監測新技術及應用 節選
第1章 南水北調工程安全監測概述 1.1 南水北調中線工程概述 南水北調工程是實現我國水資源優化配置、促進經濟社會可持續發展、保障和改善民生的重大戰略性基礎設施,同時也是一項偉大的生態環境工程。其中,南水北調中線工程是南水北調工程的重要組成部分,全長 1432km,是緩解我國黃淮海平原水資源短缺、優化配置水資源的重大戰略工程,是關系到受水區河南、河北、天津、北京等北方廣大省市經濟社會可持續發展和子孫后代福祉的百年大計。 南水北調中線干線工程規模宏大,溝通長江、淮河、黃河和海河四大流域,地形、地質和運行條件復雜,渠道工程渠線長,建筑物種類樣式多。中線輸水干渠包括總干渠和天津干渠兩部分,總干渠全長 1432km,其中,河南段長約 731.7km,河北段長約 464.6km,北京段長約 80km,天津干渠長約 155.5km。總干渠輸水形式以明渠為主,局部布置管涵,其中,陶岔渠首至北拒馬河中支南渠段采用明渠輸水,北京段和天津干渠采用管涵輸水方式。中線工程自 2003年 12月 30日開工建設,2014年 10月建成通水,截至 2020年底已通水運行 6年多,累計調水近 400億 m3。 南水北調中線干線工程建成的建筑物形式多樣、數量眾多,按建筑物類型分,大型河渠交叉建筑物(交叉斷面以上集水面積在 20km2以上)164座,左岸排水建筑物(交叉斷面以上集水面積小于 20km2)469座,渠渠交叉建筑物 133座,鐵路交叉建筑物 41座,公路交叉建筑物 737座,控制建筑物 242座,輸水隧洞 9座,泵站 1座,共計 1796座。 南水北調中線干線工程地質條件復雜,沿線穿越膨脹土區、煤礦采空區、濕陷性黃土區、華北平原沉陷區等,深挖方和高填方渠段的工程穩定性問題、膨脹土和黃土類渠段的渠坡穩定問題、飽和砂土段的震動液化問題和高地震烈度段的抗震問題、通過煤礦區的壓煤及采空區塌陷等問題突出;建筑物規模大、結構復雜,部分工程還采用了新技術,建筑物安全風險較高。特別是一些關鍵性控制建筑物,一旦破壞或失事,將嚴重影響工程安全運行,甚至會導致整個工程癱瘓。 南水北調中線干線工程的安全,不僅涉及工程本身的運行安全,而且涉及沿線地區的公共安全。任何一個環節如果出現問題,都會影響工程的正常運行和沿線居民的正常生活。為確保工程運行安全,預防災害發生,需要對工程開展安全監測。 1.2 安全監測體系概述 南水北調中線干線工程規模宏大,匯集了絕大多數水工建筑物形式,例如,壩工建筑物有丹江口水庫大壩加高工程、陶岔水利樞紐,大型渡槽有沙河渡槽、漕河渡槽、澧河渡槽,穿越大江大河的輸水倒虹吸有穿漳倒虹吸、沙河(北)倒虹吸,長距離輸水隧洞有穿黃隧洞、霧山隧洞、崗頭隧洞,北京段和天津段地下 PCCP管涵、混凝土箱涵,加壓泵站有惠南莊泵站,以及眾多用于控制水流的節制閘、進水閘、退水閘等;典型渠段有深挖方渠段、高填方渠段、膨脹土渠段等;典型的大范圍沉陷區域有禹州和焦作煤礦采空區,華北平原地下水超采區。不同建筑物安全風險類別不同,安全關注重點和采用的監測方式也不一樣,對于混凝土建筑物和土方構筑物監控指標也有不同。可以說,水工建筑物所采用的各類安全監測方式,在南水北調中線工程中基本上都有應用。 安全監測主要包括巡視檢查、外觀監測、內觀監測,與安全密切相關的安全管理設施和質量檢測的一些手段也列入常規監測管理,如電子或實物圍擋、視頻監視監控、裂縫和滲漏檢測等。工程建設期和運行期全線渠道及各建筑物安裝埋設了各類安全監測儀器設施共計 92426個(支、套、組),其中,表面變形測點 43194個(含工作基點和基準點 4200個),內部觀測儀器 49232支(套、組)。 針對安全監測開展的新技術研究及推廣應用主要包括:基于載體技術進步的,如無人機巡測;基于衛星定位技術和自動控制技術進步的,如外觀監測自動化;采用衛星干涉雷達技術進行大面積范圍沉降監測;基于傳感器技術和物聯網技術發展的,如內觀監測自動化采集和傳輸;基于計算機系統集成技術進步的,如多種信息管理系統的開發與應用等。 1.2.1 巡視檢查 按一定的周期,由技術人員對工程范圍內的建筑物、總干渠渠道等開展巡查,旨在發現肉眼能識別的裂縫、錯臺、鼓包、塌陷、滲漏、管涌、設施損壞等一切非正常狀態。巡視檢查便于及時發現問題,小問題就地處理,并要詳細記載;對可能產生嚴重后果的問題,向上一級管理部門報告,并及時采取應急措施。除日常巡視檢查外,每年在河流汛前、汛后以及發生有感地震后必須做年度巡視檢查。 一般巡視檢查按照固定路線,由巡檢人員使用鐵鏟、米尺、手錘、放大鏡等簡易工具,采取眼看、尺量、手錘敲打、耳聽的簡易方法進行,并隨時記錄在手持 APP系統中。專門的巡視檢查使用數碼照相機、攝像機及各類專用設備對已發現問題的部位進行較全面的信息采集,并快速編寫專項檢查報告。 巡視檢查以人工巡查為主,隨著無人機載體和傳感器技術的發展,無人機巡檢技術正大力推廣。目前,無人機搭載遙感設備可以實現電力線路、安全設施、大氣及水污染、壩體裂縫等的自動巡檢。南水北調中線干線工程選取典型渠段開展了無人機巡檢試點研究工作。 1.2.2 外觀監測 外觀監測包括表面水平位移和垂直位移監測,主要通過測量儀器進行周期性觀測以獲取目標的相對或絕對位置變化。外觀監測一般由基準網點和測點構成,其中,基準網點要求位于相對穩定區域,測點布設在觀測目標對象區域,按一定規則布設,測點的變形用以推算面或體的變形。 外觀監測使用的測量儀器主要有: GNSS、全站儀、水準儀、正倒垂、伸縮儀、激光準直儀等。其中, GNSS結合全站儀用于平面位移監測已成為發展趨勢,目前在工程實踐中已經實現了全自動監測。高精度的表面垂直位移監測仍主要依靠直接水準測量實現,目前還不能實現自動觀測。真空激光準直法和靜力水準法用于混凝土結構表面垂直位移監測在南水北調中線干線工程中也開展了個別試點工作。 1.2.3 內觀監測 內觀監測主要指通過將傳感器預埋在建筑物、巖體、土石構筑物內部,在運行過程中獲取物理量、環境量的變化,以期達到對目標的安全監控。內觀監測可以獲取內部變形、錯位,結構應力應變,滲流滲壓,溫度、水位變化,撓度變形,振動等。 內觀監測預埋的傳感器一般根據監測內容劃分種類,主要有測斜儀、沉降計、滲壓計、測縫計、應變計、鋼筋計、土壓力計、溫度計、無應力計、壓應力計、支座反力計、土體位移計、含水量計等,配套有讀數采集和信號傳輸裝置。 目前,內觀儀器基本實現了自動化采集和傳輸,觀測成果集成到信息管理平臺進行處理和展示,輔助以專家決策支持系統,可以實現監測自動化和預警管理。 1.2.4 監視監控 根據需要對工程征地紅線范圍,一些重點、關鍵施工區域,泵站、閘門等運行重點部位布設高清攝像頭,實時監控,輔助定期巡查,實現工程范圍內全天候監控,監控數據實時上傳至監控云平臺,管理人員可以遠程管理。 監控攝像頭借助智能圖像識別分析技術,能夠自動識別圖像中的信息,并將有效信息傳遞給用戶,解決了對龐大的視頻數據的查詢、分析與預警問題。監視監控主要可以實現對人員及車輛的識別和工程區域的安全管理,以及渠道內漂浮物、藍藻智能識別及水質監控等。 監視監控云平臺統一門戶入口訪問,可在電腦、顯示屏、平板、手機等多終端應用,視頻監控管理模塊結合現有 GIS+BIM系統,完美展現了監控設備的位置分布,可直觀快捷準確地查詢并調取監控畫面信息。 1.3 監測新技術應用 南水北調中線工程運行過程中,相關機構共同推動了一些先進監測和檢測技術的研究和應用工作。如針對渠道邊坡,開展了基于衛星雷達遙感技術的渠道邊坡變形監測和基于無人機的高精度渠坡變形巡測系統研究;針對陶岔樞紐,推進了基于衛星定位和測量機器人的安全監測自動化集成系統;針對膨脹土渠段,研究和推廣了測斜管自動化監測技術、零散滲壓計自動化監測技術;為解決工程實際問題,研究推廣了滲漏與裂縫檢測技術和三維激光掃描形變檢測技術;為提升在線安全監控和預警預報管理,開展了安全監測運行監控指標研究,并創新性地推出系列指標體系;為提高巡檢效率、豐富監測手段,推出了巡檢技術平臺和監視監控平臺等。 1.衛星雷達遙感技術 衛星雷達遙感技術( SAR)具有大范圍覆蓋、高精度形變測量和低成本優勢。對于南水北調中線工程長達上千公里的渠道坡面,利用衛星雷達遙感技術,結合中分辨率和高分辨率雷達數據,進行硬件設備建設、數據資源建設、軟件系統和數據處理服務建設,可以實現渠道邊坡變形監測,包括對渠道邊坡進行普查和對某一變形渠道邊坡進行精細化監測。 渠道邊坡變形的隱患普查:基于雷達數據的大范圍覆蓋特征,利用時間序列 InSAR技術提取某個管轄區域內渠道邊坡沿線地表形變速率圖,通過分析速率異常值,即不穩定區域,進行大范圍潛在變形區域的普查工作,找出在工程運行期間渠道存在較大變形的區域。 渠道邊坡的精細化監測:選取某一變形渠段為重點區域,提取該區域邊坡的高分辨率 TerraSAR-X雷達衛星數據,分析詳細變形信息,通過融合 TerraSAR-X升軌和哨兵 1號(Sentinel-1)升軌數據,反演邊坡三維變形。 上述兩項工作分別涉及時間序列 InSAR技術和三維形變反演技術,使用 InSAR技術對某區段渠道進行全面普查,并針對常規監測中兩處發生形變的渠道邊坡,采用 InSAR結果與地面水準測量結果進行了詳細比對。結果比對分析表明, InSAR技術能夠精確地測量渠道邊坡的形變信息,給出清晰的變形空間分布格局,而且具有較高的空間分辨率和空間覆蓋。 2.無人機遙感變形巡測技術 對于南水北調長達上千公里的渠道坡面,采用傳統變形監測方法人員投入大、觀測周期長,并且成本非常高。研發基于無人機的高精度渠坡變形巡測系統,可以實現大型線性工程渠道坡面低成本、高精度、高效率的變形監測。 無人機變形巡測技術集成無人機和工業攝影測量技術,既能體現移動攝影測量的低成本、高效性和靈活性,又具有較高的測量精度。 基本操控方案為:無人機安置在起降平臺,飛行檢查完畢后,點擊一鍵起飛,無人機便按照規劃的航線進行自主飛行,并在飛行過程中控制工業相機拍照,任務結束后自動降落到起飛點,完成圖像的自動化采集。影像采集完成后,可通過一系列圖像算法處理后得到渠坡毫米級精度的三維變形量。 3.基于 GNSS和測量機器人的外觀監測自動化技術 全球衛星導航系統具備全天候連續提供全球高精度導航的能力,除了能滿足運動載體高精度導航的需要外,還能服務于高精度大地測量、精密授時、交通運輸管理、氣象觀測、載體姿態測量、國土安全防衛等多個領域。 GNSS加無線通信、變形監控軟件、數據庫管理軟件、變形分析軟件構成自動監測系統,可用于滑坡、大壩、大橋、高層建筑物變形監測。基于 GNSS的自動化監測方法,是利用 GNSS信號接收元件,采取差分觀測的方法接收 GNSS定位信息,并將采集到的數據傳輸給主控站計算機。進而利用特定的解算軟件,進行濾波解算,對解算后的數據進行顯示及與閾值對比評估,并反饋于預警系統,預警系統做出自動化響應,達到實時監測、自動預警的效果。 測量機器人是一種能代替人進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息的智能型電子全站儀。它是現代多項高技術集成應用于測量儀器制造領域的昀杰出代表,測量機器人通過 CCD影像傳感器和其他傳感器對現實測量世界中的“目標”進行識別,迅速做出分析、判斷與推理,實現自我控制,并自動完成照準、讀數等操作,以完全代替人的手工操作。我們通過將測量機器人與能夠制訂測量計劃、控制測量過程、進行測量數據處理與分析的自動化監測軟件系統相結合,完全可以達到
- >
大紅狗在馬戲團-大紅狗克里弗-助人
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
中國歷史的瞬間
- >
自卑與超越
- >
唐代進士錄
- >
月亮與六便士
- >
新文學天穹兩巨星--魯迅與胡適/紅燭學術叢書(紅燭學術叢書)
- >
人文閱讀與收藏·良友文學叢書:一天的工作